LabVIEW操作InfluxDB數(shù)據(jù)庫應(yīng)用特點(diǎn)和原理概念

在測試系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)存儲通常是不可或缺的一環(huán)，面對少量數(shù)據(jù)時(shí)，我們可以采用本地文件保存的方式，進(jìn)行存儲查看；而面對大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，例如在監(jiān)控場景，如運(yùn)維和IOT（物聯(lián)網(wǎng)）領(lǐng)域，通常會有監(jiān)控傳感器和系統(tǒng)的性能指標(biāo)等數(shù)據(jù)需要存儲，這時(shí)對于時(shí)序型數(shù)據(jù)庫就有了很好的應(yīng)用場景。小編近期使用到的一種時(shí)序型數(shù)據(jù)庫——InfluxDB，對于InfluxDB的集成官方有一組API和工具，但大多適用于文本語言，查詢許多資料，關(guān)于LabVIEW對此數(shù)據(jù)庫的操作教程甚少，所以今天小編分享下使用LabVIEW實(shí)現(xiàn)對InfluxDB數(shù)據(jù)庫的連接、寫入、查詢等操作。

本文分享：

InfluxDB介紹

LabVIEW Client of InfluxDBV2.x教程

一、InfluxDB介紹

InfluxDB 是一個(gè)用于存儲和分析時(shí)間序列數(shù)據(jù)的開源數(shù)據(jù)庫，由 Golang 語言編寫，過多的概念小編在這里就不多贅述了，主要介紹下應(yīng)用到的特點(diǎn)和原理概念。進(jìn)一步了解可查看官方說明文檔。

1、特點(diǎn)

內(nèi)置 HTTP 接口，使用方便

數(shù)據(jù)可以打標(biāo)記，這樣查詢可以很靈活

類 SQL 的查詢語句

安裝管理很簡單，并且讀寫數(shù)據(jù)很高效

能夠?qū)崟r(shí)查詢，數(shù)據(jù)在寫入時(shí)被索引后就能夠被立即查出

2、原理概念

寫入?yún)f(xié)議：InfluxDB 行協(xié)議

InfluxDB的行協(xié)議是一種寫入數(shù)據(jù)點(diǎn)到InfluxDB的文本格式。必須要是這樣的格式的數(shù)據(jù)點(diǎn)才能被Influxdb解析和寫入成功，當(dāng)然除非你使用一些其他服務(wù)插件。一行數(shù)據(jù)由4種元素構(gòu)成：measurement（測量名稱）、Tag Set（標(biāo)簽集）、Field Set（字段集）、Timestamp（時(shí)間戳）。

（1）measurement（測量名稱）

必需

測量的名稱。每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)都必須聲明自己是哪個(gè)測量里面，不可省略。

大小寫敏感

不可以下劃線_開頭

（2）Tag Set（標(biāo)簽集）

標(biāo)簽應(yīng)該用在一些值的范圍有限的，不太會變動的屬性上。比如傳感器的類型和id等等。在InfluxDB中一個(gè)Tag相當(dāng)于一個(gè)索引。給數(shù)據(jù)點(diǎn)加上Tag有利于將來對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索。但是如果索引太多了，就會減慢數(shù)據(jù)的插入速度。

可選

鍵值關(guān)系使用=表示

多個(gè)鍵值對之間使用英文逗號分隔

標(biāo)簽的鍵和值都區(qū)分大小寫

標(biāo)簽的鍵不能以下劃線_開頭

鍵的數(shù)據(jù)類型：字符串

值的數(shù)據(jù)類型：字符串

（3）Field Set（字段集）

必需

一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)上所有的字段鍵值對，鍵是字段名，值是數(shù)據(jù)點(diǎn)的值。

一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)至少要有一個(gè)字段。

字段集的鍵是大小寫敏感的。

字段

鍵的數(shù)據(jù)類型：字符串

值的數(shù)據(jù)類型：浮點(diǎn)數(shù)|整數(shù)|無符號整數(shù)|字符串|布爾值

（4）Timestamp（時(shí)間戳）

可選

數(shù)據(jù)點(diǎn)的Unix時(shí)間戳，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)都可以指定自己的時(shí)間戳。

如果時(shí)間戳沒有指定。那么InfluxDB就使用當(dāng)前系統(tǒng)的時(shí)間戳。

數(shù)據(jù)類型：Unix timestamp

如果你的數(shù)據(jù)里的時(shí)間戳不是以納秒為單位的，那么需要在數(shù)據(jù)寫入時(shí)指定時(shí)間戳的精度。

協(xié)議中的數(shù)據(jù)類型及其格式：

空格：行協(xié)議中的空格決定了InfluxDB如何解釋數(shù)據(jù)點(diǎn)。第一個(gè)未轉(zhuǎn)義的空格將測量值&Tag Set（標(biāo)簽集）與Field Set（字段集）分開。第二個(gè)未轉(zhuǎn)義空格將Field Set（字段級）和時(shí)間戳分開。

Float（浮點(diǎn)數(shù)）：IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)的64位浮點(diǎn)數(shù)。這是默認(rèn)的數(shù)據(jù)類型。

Integer（整數(shù)）：有符號64位整數(shù)。需要在數(shù)字的尾部加上一個(gè)小寫數(shù)字i。

UInteger（無符號整數(shù)）：無符號64位整數(shù)。需要在數(shù)字的尾部加上一個(gè)小寫數(shù)字u。

String（字符串）：普通文本字符串，長度不能超過64KB

Boolean（布爾值）

Unix Timestamp（Unix時(shí)間戳）

注釋：以井號#開頭的一行會被當(dāng)做注釋。

二、安裝部署，初始化配置

安裝和部署方式不唯一，這里分享下小編使用到的方法：

數(shù)據(jù)庫版本：InfluxDB OSSv2.7.1

系統(tǒng)環(huán)境：Win10專業(yè)版

安裝

安裝 InfluxDB |InfluxDB OSS v2 文檔 (influxdata.com)

從以上官網(wǎng)鏈接下載后會看到一個(gè).zip文件，將其解壓。

部署

打開cmd，輸入‘influxd.exe的文件地址’，回車。

瀏覽器打開http://localhost:8086。

初始化配置

點(diǎn)擊GET STARTED 按鈕，進(jìn)入下一個(gè)步驟（添加用戶）。

可以留意下clone你的Token、Organizition和organization id（客戶端連接時(shí)要用）。Bucket用于存放數(shù)據(jù)的籃子相當(dāng)于Database。

？API Token 是干什么用的

簡單來說，influxdb 會向外暴露一套HTTP API。所以，在InfluxDB中，對權(quán)限的管理主要就體現(xiàn)在API的Tokens上?？蛻舳藭?token放到http的請求頭上，influxdb 服務(wù)端就根據(jù)客戶端發(fā)來的請求頭部的token，來判斷你能不能對某個(gè)存儲桶讀寫，能不能刪除存儲桶，創(chuàng)建儀表盤等。

配置完成

Token、Organization忘記也可從這里查詢：

三、程序Demo介紹

依賴工具包：i3 JSON

目前實(shí)現(xiàn)了連接、錯(cuò)誤分析處理、寫入和查詢功能。上文有介紹到InfluxDB內(nèi)置 HTTP 接口，所以使用LabVIEW中HTTP客戶端的API進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

以下介紹均以 ‘步驟功能：語言（程序Demo截圖）’形式介紹

1、連接

基本身份驗(yàn)證：‘url’api/v2/authorizations

Token驗(yàn)證：Authorization: Token INFLUX_API_TOKEN

2、數(shù)據(jù)寫入

先將measurement（測量名稱）、field name（字段名）、precision（時(shí)間精度）寫入：

其次將field values（數(shù)據(jù)）、time stamp（時(shí)間戳）轉(zhuǎn)換為字符串的格式，組成行協(xié)議寫入：

最后發(fā)送寫入數(shù)據(jù)的報(bào)文請求：

3、查詢

以Flux語法查詢，查詢語句的釋議太多，有需要的還需自行查看Query data with Flux | InfluxDB OSS v2 Documentation (influxdata.com)

這里簡單摘一點(diǎn)：

from(bucket: "example-bucket") #需要查詢的bucket

|> filter(fn: (r) => r._measurement == "example-measurement" and r.tag == "example-tag") #measurement名 tag名
|> filter(fn: (r) => r._field == "example-field")

|> range(start:-1h) #相對時(shí)間范圍 （最近1小時(shí)）
|> range(start:-1h, stop: -10m) #最近1h到最近10分鐘

|> aggregateWindow(every: 1s, fn: last, createEmpty: false) #數(shù)據(jù)可視化

這里實(shí)現(xiàn)了兩種方式查詢：聚合和非聚合。區(qū)別在于發(fā)送的header不一樣，如下圖：

4、錯(cuò)誤處理

根據(jù)官網(wǎng)API幫助文檔中API操作返回的HTTP響應(yīng)代碼，解析Body和Headers文件而設(shè)計(jì)。（一般代碼≥400為錯(cuò)誤）

四、內(nèi)容總結(jié)

1.InfluxDB的特點(diǎn)和原理概念

2. 安裝部署及初始化配置InfluxDB

3.使用LabVIEW實(shí)現(xiàn)對InfluxDB的連接、寫入、查詢、錯(cuò)誤分析的操作

審核編輯：黃飛